CN1235372C - 基于纤外数据通信网技术的自动交换光网络节点通信结构组织方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纤外数据通信网技术的自动交换光网络节点通信结构组织方法，涉及一种用于光传输的自动交换光网络，具体地说，涉及一种节点通信结构。节点包含(ACU+NMU)、接口盘、子框内通信网和节点内通信网；节点通过传送网链路连接组成ASON传送平面，节点内部接口盘通过子框内通信网和节点内通信网与(ACU+NMU)连接；(ACU+NMU)通过DCN接入链路与纤外DCN连接，纤外DCN通过接入链路与网管工作站连接。本发明最大限度利用了专用数据通信网在服务质量(QoS)、信息传输率、选路能力等方面的优越性；由于DCN和ASON传送平面没有依存性，所以当ASON传送平面出现失效时，DCN不会随之出现失效。

Description

基于纤外数据通信网技术的自动交换光网络节点通信结构组织方法

技术领域

本发明涉及一种用于光传输的自动交换光网络，具体地说，涉及一种节点通信结构。

背景技术

光传送网技术由于其大容量和低成本而受到人们的高度重视并得到了超常规、大规模的发展。但是，在超常规、大规模发展的同时，如何有效地运行、管理、维护带宽和物理结构都如此庞大的网络已经逐渐被人们所关注；另一方面，随着互联网业务的爆炸性增长，对网络带宽的需求不仅变得越来越大，而且由于IP业务量本身的不确定性和不可预见性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。因此，一种可以自动完成网络连接[包括同步传输序列(SDH)和光传送网(OTN)]的新型网络——自动交换传送网(ASTN)便应运而生，其中以SDH技术和OTN技术为基础的ASTN又称为自动交换光网络(ASON)，ASON的实质就是在光传输网的基础上加上智能控制，故也可称其为智能光网络(SON)。

我们知道，由于历史的原因，传送网和交换网在技术上的发展和演进都是相对独立的，因此，在传送网中引入智能控制的动态交换概念不仅是传送网概念的重大历史性突破，也是传送网技术的一次重要突破。引入ASON的好处主要有：一、流量工程，允许将网络资源动态地分配给路由；二、恢复和复原能力，使网络在出问题时仍能维持一定水准的业务，特别是分布式恢复能力，可以实现快速业务恢复；三、将光网络资源与数据业务分布自动联系在一起，可以形成一个响应快和成本低的光传送网；四、可以提供新的业务类型，诸如按需带宽业务和光虚拟专用网(OVPN)等。

可以说，ASON是IP技术与光传输技术融合的产物，采用类似Internet的结构来设计未来的ASON，实现光层上的自动交换，可以使未来的光网络具有流量工程的能力，也即可以使网络资源按照用户的需求快速动态地分配，同时具有快速的网络恢复和自愈能力，从而提高网络运营商的业务收入，降低网络运营商的运营成本。未来光通信网络将向ASON的方向发展，其表现为两种主要趋势：1)组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方式前进，改进组网效率和灵活性；2)光联网将从静态联网开始向智能化动态联网方向发展，改进网络响应和生存性是未来发展的一项主要任务。

ASON被认为是下一代光传送网的发展方向，其显著特点是：1)具有提供动态连接的能力和故障条件下的自愈恢复能力；2)具有支持光传送网的发展需求和网络业务、网络结构的多样性，迅速地引入各种新的增值业务。以上特点对于运营商在竞争中推出与众不同的服务，以及节省运营开支起着至关重要的作用。

因此，光通信技术一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一，而ASON代表了光通信的未来发展方向，它既满足运营商的应用要求，也是技术发展的必然结果。

发明内容

依据国际电信联盟电信标准局(ITU-T)对ASON体系结构的描述，管理平面的管理信息和控制平面的信令信息在ASON的数据通信网络(DCN)中传送，DCN用于ASON中支持分布式管理和信令通信，为无连接方式的网络。

在ASON中，DCN按具体传送的信息的不同，分为管理通信网(MCN)和信令通信网(SCN)，分别传送管理信息和信令信息。

ASON节点中信令处理单元的承载平台称作ASON控制单元(ACU)，内嵌于设备的网络管理单元称作节点管理单元(NMU)。ACU和NMU可使用多种硬件平台，如控制单板、工控机、电信服务器，等等。

在ASON中，DCN有各种组织方式，不同的方式对网络节点有不同的要求，下面对此问题进行分析。

DCN的承载通道有如下方式：

◆  带内(in-band)；

◆  带外(out-of-band)；

◆  纤外(out-of-fiber)。

其中带内和带外方式均使用嵌入式通信通道(ECC)技术实现，区别是带内方式使用数据流中的开销字节组成数据通信通道(DCC)网络，如SDH网络或光-电-光(O-E-O)方式的光交叉连接(OXC)设备组成网络中的DCC；而带外方式使用专用的信道传送DCC，但和数据信道在同一光纤中传输，如密集波分(DWDM)网络或光-光(O-O，全光)方式的OXC组成网络中使用1510nm波长的光监控信道(OSC)。纤外方式使用专用的DCN传输信令，属于公共信令网方式，ASON节点将作为信令网的“末端”节点。

相对于基于ECC的组网技术，基于纤外DCN的组网技术主要有如下优势：

1)纤外DCN的服务质量和数据速率高。相对于ECC几百K比特每秒的速率，纤外DCN的传输速率要高得多，一般在兆比特量级。另外纤外DCN一般使用专用的数据通信网，使用电信级路由器等设备组建，网络服务质量也比ECC高的多。在ASON中，控制平面对DCN的要求比较高，它是整个网络的中枢神经系统。

2)纤外DCN的可靠性高。由于使用专用的路由器设备组建，其可靠性比一般ECC高得多。

3)实现了控制平面和数据平面的完全分离，数据平面故障将不会影响控制平面信令的传递，对网络的快速恢复具有重大意义。

4)使用纤外DCN，ASON的DCN网络与数据平面完全无关，因此可按DCN的特点来优化和规划ASON的DCN网络，提高ASON的DCN网络的性能。

5)纤外DCN可利用网络建设者已有的数据通信网，降低组网成本。

本发明的目的是提供一种基于纤外数据通信网技术的自动交换光网络节点通信结构组织方法。

具体地说，是要在使用纤外DCN的情况下，如何组织ASON节点内部的通信，以及节点内部和节点外部(纤外DCN)如何配合，如何配置相关的协议。

本发明的目的是这样实现的：即提出了一种ASON的节点通信结构组织方法，用这样的节点构建的ASON使用纤外DCN来传送ASON的网管信息和信令信息。当使用纤外DCN作为管理信息和信令信息的传输通道时，ASON节点需实现纤外DCN的接入功能，ASON的DCN路由功能由纤外DCN实现。因此，本发明的核心内容就在于使用纤外DCN作为ASON的DCN时，同时考虑节点内部通信系统(ILAN)，即节点通信结构设计。

本发明节点通信结构如图1所示，其连接关系是：

节点600包含(ACU+NMU)100、接口盘200、子框内通信网300和节点内通信网400；

(ACU+NMU)100通过子框内通信网300和节点内通信网400与实现ASON传送平面功能的实体接口盘200连接，使接口盘200通过子框内通信网300和节点内通信网400接收和发送网络管理信息和控制平面信令信息，建立数据平面的连接；

(ACU+NMU)100通过其上的DCN接口与纤外DCN900连接，使节点600内部需要传送的网络管理信息和控制平面信令信息通过子框内通信网300和节点内通信网400经(ACU+NMU)100接入到纤外DCN900上传送；

网管工作站500与纤外DCN900连接，使网管工作站500送出的网络管理信息和控制平面信令信息首先经过(ACU+NMU)100的接收，分别通过不同的端口接入到ASON节点600内部的管理应用层和控制信令应用层进行处理；

子框内通信网300和节点内通信网400组成ASON节点内部的高速通信局域网(ILAN)，提供节点内部各部件间的高速、大容量通信平台；

将ACU和NMU集成在同一硬件平台上实现，主要基于如下考虑：

1)设备系统更加紧凑。在ASON中，控制平面需要实现呼叫和连接的控制，以及连接路由计算，分布式恢复的相关计算和控制，因此对处理能力的要求比较高；同时，还应考虑控制平面信息的永久存储，如网络拓扑信息、邻接状态、呼叫状态、连接状态，等等；因此ACU中应配备硬盘或磁盘阵列(RAID)，支持文件系统。而NMU相对简单，没有复杂的计算和处理，其需要永久保存的信息也不多，而且在上层网元管理系统/子网管理系统(EMS/SNMS)上有保存，只需要保持同步即可。因此在ACU高性能的平台上增加NMU的功能，对控制系统的性能不会造成大的影响，而减少系统中连接的部件，则系统可靠性和集成度都增加了。

2)将ACU和NMU集成，还可在该处理单元上集成更多种DCN接口。因为运营商可提供用来构建ASON的DCN的外部数据网可能有多种技术选择。一般说来，可支持DCN功能的通信技术有电路交换(circuit switch)、包交换(packet switch)、局域网技术(LAN)、异步转移模式技术(ATM)、SDH和OTN等等；三层技术有IP技术或开放系统互连(OSI)体系的第三层技术。将ACU和NMU集成后，在节点设计时可考虑选用支持多种二层接口和三层技术的平台，这样对运营商提供的数据网具有更好的适应性，非常有利于ASON的部署。

在本方案中，节点600内部通信网传输的管理信息和信令信息终结于ACU。要求ACU配置双网口，网口上绑定的三层网络(IP地址或网络服务接入点(NSAP)地址)地址分别属于不同的子网，同时关闭ACU操作系统中的三层转发功能。

由于目前基于IP技术的数据通信网技术处于主流地位，因此ASON网络的DCN协议体系优先选用IP协议，DCN网络接口也优先提供IP接口。下面的叙述以三层技术为IP技术的方式为例，基于OSI的三层技术的方式依此类推。

基本工作方式为：纤外DCN900提供基于IP的数据传送功能，管理信息和信令信息分别在纤外DCN900上传送，它们的分离在传送层或应用层完成。假定在传送层分离，例如使用用户数据报(UDP)协议的不同端口Port1和Port2分别传送和接收管理信息和信令信息。则(ACU+NMU)100在Port1端口上接收的信息送本单元管理应用层处理，在Port2端口上接收的信息送本单元信令应用层处理。节点600要发送的管理信息由(ACU+NMU)100在Port1端口上发送，要发送的信令信息由(ACU+NMU)100在Port2端口上发送。节点600内部的(ACU+NMU)100和(接口盘)200单元间的通信通过子框内通信网300和节点内通信网400组成的节点内部局域网进行。

本发明具有以下优点和积极效果：

1)使用纤外DCN作为ASON网络的DCN，即使用共路信令技术，极大提高了其服务质量(QoS)、信息传输率、选路能力。

2)由于DCN和ASON传送平面没有依存性，所以当ASON传送平面出现失效时，DCN不会随之出现失效。这就从根本上保证了故障的快速发现与定位，信令传递也不受影响，使ASON的快速恢复成为可能。

附图说明

图1-本发明的节点信息结构图；

图2-本发明组成图。

其中：

100-ACU+NMU；

ACU为ASON节点中信令处理单元的承载平台，称作ASON控制单元；

NMU为内嵌于设备的网络管理单元，称作节点管理单元；

ACU和NMU可使用多种硬件平台，如控制单板、工控机、电信服务器等；

(ACU+NMU)100其功能是提供各种DCN适配接口，接入纤外DCN；处理ASON控制信令，并根据信令要求控制接口盘200，建立连接；同时实现节点的网管代理功能。

200-接口盘，是一种向ASON节点中接入SDH、OTN以及其它各种业务信号(千兆以太网，等等)的接口单元，也称作线卡；

接口盘200其功能是接收控制指令，建立数据平面的连接。

300-子框内通信网，组成ASON节点内部的高速通信局域网(ILAN)。

400-节点内通信网，提供节点内部各部件间的高速、大容量通信平台。

500-网管工作站，实现对ASON网络的网络管理功能；可以是网元管理系统(EMS)，也可以是子网管理系统(SNMS)。

600-节点，601-节点1，602-节点2，……60N-节点N，均是ASON节点；实现ASON的各项功能。

700-DCN接入链路，将ASON节点和网管工作站接入纤外DCN网络的链路；可使用5类双绞线对绞直连接入。

800-传送网链路，传送网的业务承载链路；是各类SDH和OTN的光链路。

900-纤外DCN，传送ASON网管信息和控制信令信息专用数据通信网；可使用基于IP技术的数据通信网，由路由器组建。

SX-链路失败，传送网链路的一种故障情况；它可能是光纤链路被切断，也可能是中继器故障。

具体实施方式

图2为本发明的一个实施案例。

如前述，节点600包含(ACU+NMU)100、接口盘200、子框内通信网300和节点内通信网400；

(节点1)601到(节点N)60N通过传送网链路800连接组成ASON传送平面，用来传送网内的各种业务；

为突出(ACU+NMU)100与纤外DCN900的连接关系，将(ACU+NMU)100从节点600中分离了出来，通过节点内通信网400与节点600连接：

(ACU+NMU)100通过DCN接入链路700与纤外DCN900连接；

纤外DCN900通过DCN接入链路700与网管工作站500连接。

纤外DCN900用于传送网络管理信息(简称网管信息)和控制平面的信令信息(简称信令信息)，是网络建设者提供的已有专用数据通信网，其带宽、性能和可靠性均很高，保证了ASON网管信息和信令信息传递的性能；

其工作原理如下：

ASON节点600的网管信息和信令信息终止于(ACU+NMU)100，节点600内部需要传送的网管信息通过节点600内通信网400经(ACU+NMU)100接入到纤外DCN900上传送，节点600内部需要传送的信令信息也是通过节点600内通信网400经(ACU+NMU)100同时接入到纤外DCN上传送，如果网管消息和信令信息的分离是在传送层分离，则网管信息与信令分别通过(ACU+NMU)100的不同端口接入到纤外DCN900上传送。网管工作站500送出的网管信息和信令信息首先经过(ACU+NMU)100的接收，网管信息和信令信息分别通过不同的端口接入到ASON节点600内部，分别送至节点600内部的管理应用层和控制信令应用层进行处理。

当(节点4)604和(节点5)605间的传送平面链路失效SX时，而纤外DCN900工作正常，则(节点4)604和(节点5)605间的MCN和SCN数据传输丝毫不受影响，保证了用于网络恢复的信令的传输。

Claims (2)

1、一种基于纤外数据通信网技术的自动交换光网络节点通信结构组织方法，其特征在于：

(ACU+NMU)(100)通过其上的DCN接口与纤外DCN(900)连接，使节点(600)内部需要传送的网络管理信息和控制平面信令信息通过子框内通信网(300)和节点内通信网(400)经(ACU+NMU)(100)接入到纤外DCN(900)上传送；

网管工作站(500)与纤外DCN(900)连接，使网管工作站(500)送出的网络管理信息和控制平面信令信息首先经过(ACU+NMU)(100)的接收，分别通过不同的端口接入到ASON节点(600)内部的管理应用层和控制信令应用层进行处理；

子框内通信网(300)和节点内通信网(400)组成ASON节点内部的高速通信局域网，提供节点内部各部件间的高速、大容量通信平台。

2、按权利要求1所述的一种基于纤外数据通信网技术的自动交换光网络节点通信结构组织方法，其特征在于：

节点(600)包含(ACU+NMU)(100)、接口盘(200)、子框内通信网(300)和节点内通信网(400)；

节点1(601)到节点N(60N)通过传送网链路(800)连接组成ASON传送平面，用来传送网内的各种业务；

为突出(ACU+NMU)(100)与纤外DCN(900)的连接关系，将(ACU+NMU)(100)从节点(600)中分离了出来，通过节点内通信网(400)与节点(600)连接；

(ACU+NMU)(100)通过DCN接入链路(700)与纤外DCN(900)连接；

纤外DCN(900)通过DCN接入链路(700)与网管工作站(500)连接。

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